(57)【要約】  コンパクト且つ低コストで、多層の情報記録面を有する光ディスクに対して情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置及びカップリングレンズを提供するために、カップリングレンズは正の屈折力を有する正レンズ及び負の屈折力を有する負レンズからなり、正レンズと負レンズのうち一方のレンズのみが光軸方向に移動可能となっており、光ディスクの入射側表面から情報記録面までの保護基板厚が、最も薄い情報記録面と最も厚い情報記録面との厚みの差ΔＴ（ｍｍ）が、０．０４≦ΔＴ≦０．０５を満たし、保護基板厚が最も薄い情報記録面と最も厚い情報記録面とに対して、波長λ１の光束を集光させるための、一方のレンズの光軸方向移動量Ｌ（ｍｍ）が、０．５≦Ｌ≦２．０を満たし、カップリングレンズから平行光束が出射する位置に一方のレンズを移動させたときにおけるカップリングレンズの焦点距離ｆ（ｍｍ）が、９≦ｆ≦１５を満たすものとする。
2011122275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に３つ以上の情報記録面を有する光ディスクにおけるいずれかの情報記録面を選択して、情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置であって、
波長λ１（３９０ｎｍ＜λ１＜４１５ｎｍ）の光束を出射する光源と、前記光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されたカップリングレンズとを有し、
前記カップリングレンズは、正の屈折力を有する正レンズ及び負の屈折力を有する負レンズからなり、前記正レンズと前記負レンズのうち一方のレンズのみが光軸方向に移動可能となっており、
前記光ディスクの入射側表面から情報記録面までの保護基板厚が最も薄い情報記録面と最も厚い情報記録面との厚みの差ΔＴが、（１）式を満たし、
又、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面と前記保護基板厚が最も厚い情報記録面とに対して、情報の記録及び／または再生可能に前記波長λ１の光束を集光させるために必要な前記一方のレンズの光軸方向移動量Ｌが、（２）式を満たし、
更に、前記カップリングレンズから前記対物レンズに向けて平行光束が出射する位置に前記一方のレンズを移動させたときにおける前記カップリングレンズの焦点距離ｆが、（３）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
０．０４（ｍｍ）≦ΔＴ≦０．０５（ｍｍ）        （１）
０．５（ｍｍ）  ≦Ｌ≦  ２．０（ｍｍ）          （２）
９（ｍｍ）  ≦ｆ≦  １５（ｍｍ）            （３）
【請求項２】
以下の（２′）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
０．５（ｍｍ）  ≦Ｌ≦  １．５（ｍｍ）        （２′）
【請求項３】
前記光源から、前記負レンズ、前記正レンズの順で配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記負レンズが光軸方向に移動可能となっており、前記負レンズと前記正レンズのパワー比は、（４）式を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
−１．３≦Ｐ２／Ｐ１≦−０．９                （４）
但し、Ｐ１：前記負レンズのパワー、Ｐ２：前記正レンズのパワー
【請求項５】
前記正レンズが光軸方向に移動可能となっており、前記負レンズと前記正レンズのパワー比は、（５）式を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
−８．０≦Ｐ２／Ｐ１≦−１．２５              （５）
但し、Ｐ１：前記負レンズのパワー、Ｐ２：前記正レンズのパワー
【請求項６】
厚さ方向に３つ以上の情報記録面を有する光ディスクにおけるいずれかの情報記録面を選択して、情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置であって、波長λ１（３９０ｎｍ＜λ１＜４１５ｎｍ）の光束を出射する光源と、前記光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されたカップリングレンズとを有する光ピックアップ装置のカップリングレンズにおいて、
前記カップリングレンズは、正の屈折力を有する正レンズ及び負の屈折力を有する負レンズからなり、前記正レンズと前記負レンズのうち一方のレンズのみが光軸方向に移動可能となっており、
前記光ディスクの入射側表面から情報記録面までの保護基板厚が最も薄い情報記録面と最も厚い情報記録面との厚みの差ΔＴが、（１）式を満たし、
又、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面と前記保護基板厚が最も厚い情報記録面とに対して、情報の記録及び／または再生可能に前記波長λ１の光束を集光させるために必要な前記一方のレンズの光軸方向移動量Ｌが、（２）式を満たし、
更に、前記カップリングレンズから前記対物レンズに向けて平行光束が出射する位置に前記一方のレンズを移動させたときにおける前記カップリングレンズの焦点距離ｆが、（３）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置のカップリングレンズ。
０．０４（ｍｍ）≦ΔＴ≦０．０５（ｍｍ）          （１）
０．５（ｍｍ）  ≦Ｌ≦  ２．０（ｍｍ）            （２）
９（ｍｍ）  ≦ｆ≦  １５（ｍｍ）              （３）
【請求項７】
以下の（２′）式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズ。
０．５（ｍｍ）  ≦Ｌ≦  １．５（ｍｍ）          （２′）
【請求項８】
前記光源から、前記負レンズ、前記正レンズの順で配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズ。
【請求項９】
前記負レンズが光軸方向に移動可能となっており、前記負レンズと前記正レンズのパワー比は、（４）式を満たすことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズ。
−１．３≦Ｐ２／Ｐ１≦−０．９                  （４）
但し、Ｐ１：前記負レンズのパワー、Ｐ２：前記正レンズのパワー
【請求項１０】
前記正レンズが光軸方向に移動可能となっており、前記負レンズと前記正レンズのパワー比は、（５）式を満たすことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズ。
−８．０≦Ｐ２／Ｐ１≦−１．２５                （５）
但し、Ｐ１：前記負レンズのパワー、Ｐ２：前記正レンズのパワー
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚さ方向に３つ以上の情報記録面を有する光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置及びそれに用いるカップリングレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスクシステムが知られており、その一例であるＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４．７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２５ＧＢの情報の記録が可能である。【０００３】
ところで、１層の情報記録面を有するＢＤに対し、近年では２層の情報記録面を有するＢＤも開発され、既に市販されている。ここで特許文献１には、光源と対物レンズとの間に配置した２枚レンズを含むカップリングレンズを光軸方向に移動させることで倍率を変更し、例えば２層（又は４層等）の情報記録面のいずれかを選択して、収差を抑えた光束を集光させることができる光ピックアップ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２９２０４号公報
【特許文献２】特開２００２−１９７７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、記録容量の増大を図るべく３層以上の情報記録面を有するＢＤも開発されているが、３層以上の情報記録面を有するＢＤに対して情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置において、従来では据え置き型レコーダ等に搭載される、いわゆるハーフハイトと呼ばれる比較的厚めのタイプでは、カップリングレンズの移動スペースを比較的大きく確保できるため大きな問題は生じていなかった。これに対し最近では、ノート型ＰＣや薄形テレビの背面等に搭載される、いわゆるスリムタイプと呼ばれる比較的薄めの光ピックアップ装置において、３層以上の情報記録面を有するＢＤを使用したいという強い要請があるが、このようなスリムタイプの光ピックアップ装置では、カップリングレンズの移動スペースを十分に確保できないという問題がある。【０００６】
かかる問題をより具体的に説明すると、例えば３層以上の情報記録面を有する光ディスクに対して情報の記録／再生を行おうとすると、カップリングレンズの長い移動距離が必要になる。特にプラスチック製の対物レンズを用いた場合など、温度変化に対する屈折率変化が比較的大きいため、環境温度の変動によって球面収差が増大しやすくなるが、これをカップリングレンズの移動により補正する場合、更に長い移動距離が必要になる。カップリングレンズの移動距離が長くなると、光源から対物レンズまでの光路長が長くなり、例えばスリムタイプの光ピックアップ装置の規格サイズをオーバーしてしまう恐れがある。又、カップリングレンズを駆動する大型のアクチュエータが必要になり、コストも増大するという問題がある。即ち、小型化が要求されるスリムタイプの光ピックアップ装置では、光源から対物レンズまでの光路長が大きく出来ないという制約があるため、３層以上の情報記録面を有するＢＤへの対応が困難になるという課題がより顕在化しているのである。【０００７】
特に、特許文献１に開示されたカップリングレンズの場合、ハーフハイトタイプの光ピックアップ装置に好適に用いられるが、その焦点距離ｆが１５ｍｍを超えており、ＢＤにおける３層以上の情報記録面のいずれかを選択しようとすると、レンズ移動量が大きくなりすぎてスリムタイプの光ピックアップ装置に搭載できなくなるという問題がある。【０００８】
一方、特許文献２に開示されたカップリングレンズは、スリムタイプの光ピックアップ装置に搭載可能とされているが、カップリングレンズの焦点距離ｆが１５ｍｍを超えており、また本来的に３層以上の情報記録面を有するＢＤを用いることは意図されていない。なぜなら、特許文献２に開示されたカップリングレンズは、移動量に対する球面収差の発生量が小さいため、ＢＤにおける３層以上の情報記録面を記録または再生する際、レンズ移動量が大きくなりすぎてスリムタイプの光ピックアップ装置に搭載することは困難となるからである。【０００９】
本発明は、上述の問題を考慮してなされたものであり、コンパクト且つ低コストでありながら、多層の情報記録面を有する光ディスクに対して情報の記録／再生を行うことができる光ピックアップ装置及びカップリングレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、厚さ方向に３つ以上の情報記録面を有する光ディスクにおけるいずれかの情報記録面を選択して、情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置であって、
波長λ１（３９０ｎｍ＜λ１＜４１５ｎｍ）の光束を出射する光源と、前記光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されたカップリングレンズとを有し、
前記カップリングレンズは、正の屈折力を有する正レンズ及び負の屈折力を有する負レンズからなり、前記正レンズと前記負レンズのうち一方のレンズのみが光軸方向に移動可能となっており、
前記光ディスクの入射側表面から情報記録面までの保護基板厚が最も薄い情報記録面と最も厚い情報記録面との厚みの差ΔＴが、（１）式を満たし、
又、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面と前記保護基板厚が最も厚い情報記録面とに対して、情報の記録及び／または再生可能に前記波長λ１の光束を集光させるために必要な前記一方のレンズの光軸方向移動量Ｌが、（２）式を満たし、
更に、前記カップリングレンズから前記対物レンズに向けて平行光束が出射する位置に前記一方のレンズを移動させたときにおける前記カップリングレンズの焦点距離ｆが、（３）式を満たす、
０．０４（ｍｍ）≦ΔＴ≦０．０５（ｍｍ）        （１）
０．５（ｍｍ）  ≦Ｌ≦  ２．０（ｍｍ）          （２）
９（ｍｍ）  ≦ｆ≦  １５（ｍｍ）            （３）
ことを特徴とする。【００１１】
本発明によれば、前記カップリングレンズを、正の屈折力を有する正レンズ及び負の屈折力を有する負レンズから構成し、前記正レンズと前記負レンズのうち一方のレンズのみを光軸方向に移動可能とすることで、その移動距離を低減し、アクチュエータの負荷も軽減できるため、例えばスリムタイプに好適なコンパクトな光ピックアップ装置を提供できる。ここで、Ｌが（２）式の下限を下回ると、移動させる前記一方のレンズの移動感度（移動距離に対して発生する球面収差量の比）が大きくなりすぎ、アクチュエータの最小駆動単位に制限があることから、収差が適切に補正できなくなる。一方、Ｌが（２）式の上限を上回ると、移動させる前記一方のレンズの移動量が大きくなりすぎて、これとの干渉を介すべく他部品を遠ざける必要があり、それにより例えばスリムタイプの光ピックアップ装置に搭載することができなくなる。従って、Ｌは（２）式を満たすのが良い。【００１２】
又、ｆが（３）式の下限を下回ると、レーザからの出射光束の光量落ちした周辺まで使用して集光スポットを形成しなくてはならず、スポットのリム強度が低下する結果、スポットサイズが大きくなりエラー信号を生じやすいという問題がある。一方、ｆが（３）式の上限を上回ると、前記光源から前記カップリングレンズに入射する光束の発散角が小さくなり過ぎ、ピックアップ装置の光利用効率が低下する。従って、ｆは（３）式を満たすのがよい。【００１３】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、以下の（２′）式、
０．５（ｍｍ）≦Ｌ≦１．５（ｍｍ）        （２′）
を満たすことを特徴とする。（２′）式の上限以下にすることで、より他部材のスペースが必要な場合に好適なピックアップ装置にすることができる。【００１４】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記光源から、前記負レンズ、前記正レンズの順で配置されていることを特徴とする。【００１５】
前記光源側に近い位置に前記負レンズを配置すると、光ディスク側に配置する場合に比べ、その有効径を小さくできるから軽量化を図ることができ、前記負レンズを移動させる場合のアクチュエータの負担を減少させることができる。【００１６】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記負レンズが光軸方向に移動可能となっており、前記負レンズと前記正レンズのパワー比は、（４）式、
−１．３≦Ｐ２／Ｐ１≦−０．９            （４）
但し、Ｐ１：前記負レンズのパワー、Ｐ２：前記正レンズのパワー、
を満たすことを特徴とする。【００１７】
前記負レンズは、前記正レンズに比べて薄く軽量であるから、前記負レンズを移動させるアクチュエータの負担を減少させることができる。又、かかる場合に（４）式を満たすと、（２）式を満たすこととなるため好ましい。【００１８】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記正レンズが光軸方向に移動可能となっており、前記負レンズと前記正レンズのパワー比は、（５）式、
−８．０≦Ｐ２／Ｐ１≦−１．２５          （５）
但し、Ｐ１：前記負レンズのパワー、Ｐ２：前記正レンズのパワー、
を満たすことを特徴とする。【００１９】
特に、前記光源と前記カップリングレンズの間には、一般的に偏光ビームスプリッタなどが配置されており、移動スペースが限られることから、前記正レンズを光ディスク側に配置することによって、移動スペースを確保することができる。又、かかる場合に（５）式を満たすと、（２）式を満たすこととなるため好ましい。【００２０】
請求項６に記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズは、厚さ方向に３つ以上の情報記録面を有する光ディスクにおけるいずれかの情報記録面を選択して、情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置であって、波長λ１（３９０ｎｍ＜λ１＜４１５ｎｍ）の光束を出射する光源と、前記光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されたカップリングレンズとを有する光ピックアップ装置のカップリングレンズにおいて、
前記カップリングレンズは、正の屈折力を有する正レンズ及び負の屈折力を有する負レンズからなり、前記正レンズと前記負レンズのうち一方のレンズのみが光軸方向に移動可能となっており、
前記光ディスクの入射側表面から情報記録面までの保護基板厚が最も薄い情報記録面と最も厚い情報記録面との厚みの差ΔＴが、（１）式を満たし、
又、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面と前記保護基板厚が最も厚い情報記録面とに対して、情報の記録及び／または再生可能に前記波長λ１の光束を集光させるために必要な前記一方のレンズの光軸方向移動量Ｌが、（２）式を満たし、
更に、前記カップリングレンズから前記対物レンズに向けて平行光束が出射する位置に前記一方のレンズを移動させたときにおける前記カップリングレンズの焦点距離ｆが、（３）式を満たす、
０．０４（ｍｍ）≦ΔＴ≦０．０５（ｍｍ）      （１）
０．５（ｍｍ）  ≦Ｌ≦  ２．０（ｍｍ）        （２）
９（ｍｍ）  ≦ｆ≦  １５（ｍｍ）          （３）
ことを特徴とする。【００２１】
請求項７に記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズは、請求項６に記載の発明において、以下の（２′）式、
０．５（ｍｍ）≦Ｌ≦１．５（ｍｍ）            （２′）
を満たすことを特徴とする。【００２２】
請求項８に記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズは、請求項６又は７に記載の発明において、前記光源から、前記負レンズ、前記正レンズの順で配置されていることを特徴とする。【００２３】
請求項９に記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズは、請求項６〜８のいずれかに記載の発明において、前記負レンズが光軸方向に移動可能となっており、前記負レンズと前記正レンズのパワー比は、（４）式、
−１．３≦Ｐ２／Ｐ１≦−０．９              （４）
但し、Ｐ１：前記負レンズのパワー、Ｐ２：前記正レンズのパワー、
を満たすことを特徴とする。【００２４】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置のカップリングレンズは、請求項６〜８のいずれかに記載の発明において、前記正レンズが光軸方向に移動可能となっており、前記負レンズと前記正レンズのパワー比は、（５）式、
−８．０≦Ｐ２／Ｐ１≦−１．２５            （５）
但し、Ｐ１：前記負レンズのパワー、Ｐ２：前記正レンズのパワー、
を満たすことを特徴とする。【００２５】
ところで、情報の記録及び／又は再生を行うべき情報記録面をある情報記録面から他の情報記録面へと変える動作を行う際（以下、本明細書ではかかる動作を「フォーカスジャンプ」と呼ぶことがある）、カップリングレンズの移動量を小さく抑える方法として、カップリングレンズを構成するレンズ（レンズ群を含む）のうち、光軸方向に移動されるレンズのパワーを大きく（すなわち、光軸方向に移動されるレンズの焦点距離を短く）することが考えられる。これは、光軸方向に移動されるレンズの移動量はそのレンズのパワーが大きくなるほど（すなわち、そのレンズの焦点距離が短くなるほど）小さくなるからである。然るに、カップリングレンズを一群構成とする場合、光軸方向に移動されるレンズの焦点距離（すなわち、カップリングレンズの焦点距離に等しい）を短くすると、対物レンズで集光されたスポットが楕円形状になり、ＢＤに対する情報の記録及び／又は再生に支障が出る虞がある。この理由を以下に述べる。【００２６】
一般的に、光ピックアップ装置の光源として用いられる半導体レーザから射出される光束は楕円形状であるため、楕円の長軸方向と短軸方向の光量分布は異なる。カップリングレンズの焦点距離が短くなりすぎると、カップリングレンズが取り込む光量分布の非対称性が顕著になるため、対物レンズで集光されたスポットが楕円形状になり、ＢＤに対する情報の記録及び／又は再生に支障が出る虞がある。従って、カップリングレンズが一群構成の場合は、フォーカスジャンプ時に必要とされるカップリングレンズの移動量を小さくすることと、カップリングレンズが取り込む光量分布の対称性を両立させることは困難である。【００２７】
上記を両立させるために、本発明の光ピックアップ装置では、カップリングレンズを正レンズと負レンズとから構成される２群構成とし、正レンズ又は負レンズを光軸方向に移動させる構成にした。【００２８】
説明を簡略化するために、カップリングレンズを正レンズと負レンズとから構成される２群構成の薄肉レンズ系とし、フォーカスジャンプ時には正レンズを光軸方向に沿って移動させるものとする。正レンズのパワーをＰ２、正レンズの焦点距離をｆＰ、負レンズのパワーをＰ１、負レンズの焦点距離をｆＮ、正レンズと負レンズの距離をＤとすると、カップリングレンズ全系のパワーＰＣ、及び、カップリングレンズ全系の焦点距離ｆは以下の（６）式、
ＰＣ＝Ｐ２＋Ｐ１−Ｄ・Ｐ２・Ｐ１
ＰＣ＝１／ｆ
ＰＣ＝１／ｆＰ＋１／ｆＮ−Ｄ／（ｆＰ・ｆＮ）          （６）
で表される。【００２９】
ここで、対物レンズの焦点距離をｆＯとすると、カップリングレンズと対物レンズとから構成される集光光学系の倍率Ｍは以下の（７）式、
Ｍ＝−ｆＯ／ｆ                  （７）
となる。【００３０】
カップリングレンズが取り込む光量分布の対称性を良好にし、対物レンズで集光されたスポットの形状を円形状するためには、光源として使用する半導体レーザから射出される光束の楕円率に対して光学系倍率Ｍを最適な値に設定する必要がある。尚、ＢＤ用の光ピックアップ装置では集光光学系の倍率の最適な値は−０．１程度である。また、光源とカップリングレンズとの間に配置される偏光ビームスプリッタ等の光学素子を配置するスペースを考慮すると、カップリングレンズ全系の焦点距離ｆを極端に短くすることは出来ない。さらに、ＢＤに対して情報の記録及び／または再生を行う際の、対物レンズとＢＤの距離（作動距離ともいう）が短くなりすぎず、かつ、光ピックアップ装置を薄型化するためには、対物レンズの焦点距離ｆＯの最適な範囲は自ずと決まる。以上より、（７）式から、ＢＤ用の光ピックアップ装置用のカップリングレンズとして、その全系の焦点距離範囲はある所定の範囲である必要があり、フォーカスジャンプ時に必要なカップリングレンズの移動量のみを考慮してカップリングレンズ全系の焦点距離ｆをむやみに小さくすることは出来ない。そこで本発明においては、焦点距離ｆを（３）式を満たす範囲に限定したのである。【００３１】
ここで、フォーカスジャンプ時の移動量を小さく抑えるために、正レンズのパワーＰ２を大きくし、さらに、カップリングレンズ全系の焦点距離ｆが短くなり過ぎないように、負レンズのパワーＰ１の絶対値を大きくするのが好ましい（（６）式を参照）。【００３２】
以上より、本発明における光ピックアップ装置では、フォーカスジャンプ時に必要とされるレンズの移動量を小さくすることと、カップリングレンズが取り込む光量分布の対称性を両立させることが可能となる。【００３３】
これにより、３層以上の光ディスクという、カップリングレンズの移動量が比較的大きくなりがちな光ピックアップ装置においても、前記光源から前記対物レンズまでの光路長を抑え、光ピックアップ装置の小型化と低コスト化を図ることができる。【００３４】
尚、本明細書では、カップリングレンズのうち、光軸方向に移動可能とされたレンズを「可動レンズ」と呼ぶことがある。また、本明細書では、「カップリングレンズの移動量」を「可動レンズの移動量」と同じ意味で用いる。【００３５】
尚、「対物レンズに対して平行光束が入射する状態」とは、カップリングレンズから射出されて対物レンズに向かう光束が平行光束となるように、カップリングレンズの可動レンズの位置を最適化することと同義である。【００３６】
本発明に係る光ピックアップ装置は、少なくとも１つの光源（第１光源）を有する。勿論、複数種類の光ディスクに対応できるように、複数種類の光源を有していてもよい。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、少なくとも第１光源からの第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。複数種類の光ディスクに対応可能な光ピックアップ装置においては、集光光学系が、第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光するようにしてもよい。また、本発明の光ピックアップ装置は、少なくとも第１光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。複数種類の光ディスクに対応可能な光ピックアップ装置においては、受光素子が、第２光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光し、第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光するようにしてもよい。【００３７】
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクがＤＶＤであり、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。【００３８】
第１光ディスクは、厚み方向に重ねて３つ以上の情報記録面を有するものである。当然、４つ以上の情報記録面を有していてもよい。また、第２光ディスクや第３光ディスクも複数の情報記録面を有していてもよい。【００３９】
本明細書において、ＢＤとは、波長３９０〜４１５ｎｍ程度の光束、ＮＡ０．８〜０．９程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．０５〜０．１２５ｍｍ程度であるＢＤ系列光ディスクの総称であり、単一の情報記録面のみ有するＢＤや、３層以上の情報記録面を有するＢＤ等を含むものであるが、本発明の光ピックアップ装置は、少なくとも３層以上の情報記録面を有するＢＤに対応可能である。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。【００４０】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（８）、（９）、（１０）を満たすことが好ましいが、これに限られない。【００４１】
０．０５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１２５ｍｍ        （８）
０．５ｍｍ  ≦ｔ２≦０．７ｍｍ            （９）
１．０ｍｍ  ≦ｔ３≦１．３ｍｍ          （１０）
尚、ここで言う、保護基板の厚さとは、光ディスク表面に設けられた保護基板の厚さのことである。即ち、光ディスク表面から、表面に最も近い情報記録面までの保護基板の厚さのことをいう。【００４２】
本明細書において、第１光源、第２光源、第３光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第１光源から出射される第１光束の第１波長λ１、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２（λ２＞λ１）、第３光源から出射される第３光束の第３波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（１１）、（１２）を満たすことが好ましい。【００４３】
１．５・λ１＜λ２＜１．７・λ１              （１１）
１．８・λ１＜λ３＜２．０・λ１              （１２）
また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第１光源の第１波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３９０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第２光源の第２波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは、６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第３光源の第３波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。【００４４】
また、第１光源、第２光源、第３光源のうち少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第１光源と第２光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいう。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。【００４５】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物レンズを移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。【００４６】
集光光学系は、カップリングレンズと対物レンズを有する。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変えるレンズのことをいう。カップリングレンズは、正レンズと負レンズとを有する。正レンズは少なくとも１枚の正レンズを有する。正レンズは、正レンズ１枚のみでもよいし、複数のレンズを有していてもよい。負レンズは少なくとも１枚の負レンズを有する。負レンズは、負レンズ１枚のみでもよいし、複数のレンズを有していてもよい。好ましいカップリングレンズの例は、正レンズ１枚と負レンズ１枚との組み合わせからなるものである。【００４７】
また、正レンズと負レンズの配置は、光源側から負レンズ、正レンズの順に配置されていても良いし、光源側から正レンズ、負レンズの順に配置されていても良い。【００４８】
以上より、本発明の光ピックアップ装置におけるカップリングレンズの最適な例は、正レンズ１枚と負レンズ１枚の組み合わせから成り、光源側から負レンズ、正レンズの順に配置されているものである。【００４９】
第１光ディスクの選択された情報記録面において発生する球面収差を補正するために、負レンズ又は正レンズは光軸方向に移動可能となっている。例えば、第１光ディスクのある情報記録面の記録及び／又は再生を行い、次に、第１光ディスクの他の情報記録面の記録及び／又は再生を行う場合、カップリングレンズの負レンズ又は正レンズが光軸方向に移動し、光束の発散度を変化させ、対物レンズの倍率を変化させることにより、第１光ディスクの異なる情報記録面へのフォーカスジャンプ時に発生する球面収差を補正する。【００５０】
図１は、本発明者が行った検討結果を示す図である。本発明者は、プラスチック製であって、焦点距離ｆ＝１．１８ｍｍであり光学面が非球面もしくは回折面であり像側開口数が０．８５である対物レンズを例として、複数の情報記録面を有する光ディスク（ＢＤ）において、最大限離れた情報記録面にそれぞれ最適な集光スポットを形成した際に生じる最大の球面収差の差Ａと、環境温度が±３０℃変化したときに生じる最大の球面収差Ｂと、光源の波長が±５ｎｍ変化した際に生じる最大の球面収差Ｃとを求めた。これを図１の棒グラフで表す。かかる球面収差は、カップリングレンズを光軸方向に移動させ、対物レンズの倍率を変化させることで補正できるが、同じカップリングレンズを用いるとすると、球面収差量の合計がカップリングレンズの移動量に相当することとなる。【００５１】
ここで、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、情報記録面を２つ有する光ディスクを使用する場合、光学面が非球面屈折面、回折面のいずれの対物レンズでも、球面収差量の合計は４１０〜４３０ｍλｒｍｓ程度であり、カップリングレンズの移動量は比較的小さいといえる。一方、図１（ｃ）に示すように、情報記録面を４つ有する光ディスクを使用する場合、光学面が非球面屈折面の対物レンズでは、球面収差量の合計は６８０ｍλｒｍｓとなり、カップリングレンズの移動量は、情報記録面を２つ有する光ディスクを使用する場合に比べて、約１．５倍必要になる。更に、図１（ｄ）に示すように、光学面が回折面の対物レンズでは、情報記録面を４つ有する光ディスクを使用する場合、回折面の効果として、温度変化に伴って発生する球面収差を低減しているが、その分、波長変化に伴って発生する球面収差が増加してしまい、結果として、球面収差量の合計は６６０ｍλｒｍｓとなり、カップリングレンズの移動量は、情報記録面を２つ有する光ディスクを使用する場合に比べて、同様に約１．５倍必要になる。【００５２】
但し、対物レンズをガラス製とし且つ光学面を非球面屈折面とすると、環境温度変化による球面収差Ｂ（＝１４０ｍλｒｍｓ）がほぼゼロとなるため、よりカップリングレンズの移動量は小さく（図１（ｃ）において球面収差５４０ｍλｒｍｓの補正量相当）なる。さらに、対物レンズをガラス製とし且つ光学面を波長変動時に発生する球面収差を補正する回折面とすると、環境温度変化による球面収差Ｂに加え、回折面の機能により光源の波長変動による球面収差Ｃも減少できるため、カップリングレンズの移動量はより小さく（図１（ｃ）において球面収差５００ｍλｒｍｓの補正量相当）なる。しかしながら、このように対物レンズを改良しても、２つの情報記録面を有する光ディスクの使用時におけるカップリングレンズの移動量に対し、４つの情報記録面を有する光ディスクの使用時におけるカップリングレンズの移動量は依然として２倍程度であるため、カップリングレンズの移動量を抑制する更なる工夫が必要である。同様なことは、３つの情報記録面もしくは５つ以上の情報記録面を有する光ディスクの使用時におけるカップリングレンズの移動量についても言える。【００５３】
尚、上記検討において、情報記録面を２つ有する光ディスクとして（光ディスクの光束入射面からの距離が小さいほうの情報記録面をＲＬ１、光ディスクの光束入射面からの距離が大きいほうの情報記録面をＲＬ２、とする）、光ディスクの光束入射面からＲＬ１までの距離が７５μｍであり、光ディスクの光束入射面からＲＬ２までの距離が１００μｍである光ディスクを想定した。さらに、情報記録面を４つ有する光ディスクとして（光ディスクの光束入射面からの距離が最小の情報記録面をＲＬ１、光ディスクの光束入射面からの距離が最大の情報記録面をＲＬ４、とする）、光ディスクの光束入射面からＲＬ１までの距離が５０μｍであり、光ディスクの光束入射面からＲＬ４までの距離が１００μｍである光ディスクを想定した。【００５４】
以下、カップリングレンズの構成と、移動量との関係を述べる。図２は、正レンズ（図では１枚）Ｌ１のみを含むカップリングレンズＣＬ１と、正レンズ（図では１枚）Ｌ２及び負レンズ（図では１枚）Ｌ３を含むカップリングレンズＣＬ２の断面図である。ここで、カップリングレンズＣＬ１の焦点距離は、カップリングレンズＣＬ２の合成焦点距離と等しく、これをｆとする。従って、カップリングレンズＣＬ２の正レンズＬ２の焦点距離ｆ２は、カップリングレンズＣＬ１の正レンズＬ１の焦点距離ｆより短いこととなる。【００５５】
ここで、同じ倍率変化を与える場合のカップリングレンズの移動量は、移動するレンズのパワー（＝１／焦点距離）に逆比例する。よって、同じ倍率変化を与えるために、カップリングレンズＣＬ１の正レンズＬ１と、カップリングレンズＣＬ２の正レンズＬ２を移動させたとき、（１／ｆ）＜（１／ｆ２）であるから、（カップリングレンズＣＬ１の移動量）＞（カップリングレンズＣＬ２の移動量）となる。即ち、１枚レンズのカップリングレンズＣＬ１を移動させるより、正レンズと負レンズの２枚レンズのカップリングレンズＣＬ２の正レンズＬ２を移動させる方が、必要な移動量が少なくて済むのである。【００５６】
本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。対物レンズは、単玉のレンズであることが好ましいが、複数の光学素子から形成されていても良い。また、対物光学素子は、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂などで回折構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。また、対物光学素子は、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、光路差付与構造が設けられる場合、そのベース面が非球面であることが好ましい。【００５７】
対物レンズがガラスレンズであると、図１を参照して説明したように、温度変化によって発生する球面収差を補正するためにカップリングレンズを移動させる必要がないため、カップリングレンズの移動量を減らすことができ、光ピックアップ装置を小型化できるため好ましい。【００５８】
また、対物レンズをガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが５００℃以下、更に好ましくは４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが５００℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。【００５９】
ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物レンズをガラスレンズとすると、質量が大きくなり対物レンズを駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物レンズをガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が４．０以下であるのが好ましく、更に好ましくは比重が３．０以下であるものである。【００６０】
加えて、ガラスレンズを成形して製作する際に重要となる物性値の一つが線膨張係数αである。仮にＴｇが４００℃以下の材料を選んだとしても、プラスチック材料と比較して室温との温度差は依然大きい。線膨張係数αが大きい硝材を用いてレンズ成形を行った場合、降温時に割れが発生しやすくなる。硝材の線膨張係数αは、２００（１０−７／Ｋ）以下にあることが好ましく、更に好ましくは１２０（１０−７／Ｋ）以下であることが好ましい。【００６１】
また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料等の脂環式炭化水素系重合体材料を使用するのが好ましい。また、当該樹脂材料は、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃−１）が−２０×１０−５乃至−５×１０−５（より好ましくは、−１０×１０−５乃至−８×１０−５）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。【００６２】
プラスチックとしては、シクロオレフィン樹脂が好適に用いられ、具体的には、日本ゼオン社製のＺＥＯＮＥＸや、三井化学社製のＡＰＥＬ、ＴＯＰＡＳ  ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＰＯＬＹＭＥＲＳ社製のＴＯＰＡＳ、ＪＳＲ社製ＡＲＴＯＮなどが好ましい例として挙げられる。【００６３】
また、対物レンズを構成する材料のアッベ数は、５０以上であることが好ましい。【００６４】
第１光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１＞ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．７５以上、０．９以下であることが好ましく、より好ましくは、０．８以上、０．９以下である。特にＮＡ１は０．８５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０又は０．６５であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。【００６５】
また、対物レンズは、以下の条件式（１３）を満たすことが好ましい。【００６６】
０．９≦ｄ／ｆＯ≦１．５            （１３）
但し、ｄは、対物レンズの光軸上の厚さ（ｍｍ）を表し、ｆＯは、第１光束における対物レンズの焦点距離を表す。なお、ｆＯは、１．０ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下となることが好ましい。【００６７】
ＢＤのような短波長、高ＮＡの光ディスクに対応する対物レンズの場合、対物レンズの焦点距離に対する光軸上の厚さの比が大きくなりすぎると、対物レンズに対して軸外光束が入射した際に非点収差が発生しやすくなったり、作動距離が確保出来なくなるという課題が生じる。一方、対物レンズの焦点距離に対する光軸上の厚さの比が小さくなりすぎると、面シフト感度が大きくなるという課題が生じる。条件式（１３）を満たすことにより非点収差の発生や面シフト感度を抑制することが可能となる。【００６８】
また、第１光ディスクを用いる際の対物レンズの作動距離は、０．１５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。【００６９】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。【００７０】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。【００７１】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。【００７２】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００７３】
本発明によれば、コンパクト且つ低コストでありながら、多層の情報記録面を有する光ディスクに対して情報の記録／再生を行うことができる光ピックアップ装置及びカップリングレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明者が行った検討結果に基づく各球面収差を比較して示す図である。
【図２】比較例のカップリングレンズＣＬ１と、本発明の一例にかかるカップリングレンズＣＬ２の断面図である。
【図３】光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【図４】光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図３は、厚さ方向に３つの情報記録面ＲＬ１〜ＲＬ３（光ディスクの光束入射面からの距離が小さい順にＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３とする）を有する光ディスクであるＢＤに対して適切に情報の記録／再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、高さＨ＝８ｍｍ以下のスリムタイプの光ピックアップ装置（点線で外形を概略的に示す）である。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。例えば、図３ではＢＤ専用の光ピックアップ装置を示しているが、対物レンズＯＢＪをＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用としたり、或いはＤＶＤ／ＣＤ用の対物レンズを別個に配置することで、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用の光ピックアップ装置とすることもできる。
【００７６】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物レンズＯＢＪ、対物レンズＯＢＪをフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動させ、光ディスクのラジアル方向、及び／または、タンジェンシャル方向に傾ける３軸アクチュエータＡＣ２、λ／４波長板ＱＷＰ、立ち上げミラーＭＲ、正の屈折力を有する正レンズＬ２と負の屈折力を有する負レンズＬ３とを有するカップリングＣＬ、正レンズＬ２のみ光軸方向に移動させる１軸アクチュエータＡＣ１、偏光プリズムＰＢＳ、４０５ｎｍのレーザ光束（光束）を射出する半導体レーザＬＤ、センサ用レンズＳＬ、ＢＤの情報記録面ＲＬ１〜ＲＬ３からの反射光束を受光する受光素子ＰＤを有する。
【００７７】
本実施の形態においては、カップリングレンズＣＬは、偏光プリズムＰＢＳとλ／４波長板ＱＷＰとの間に配置されている。半導体レーザＬＤから、負レンズＬ３、正レンズＬ２の順で配置されているが、半導体レーザＬＤから、正レンズＬ２、負レンズＬ３の順で配置しても良い。又、負レンズＬ３が光軸方向に移動可能となっており、正レンズＬ２は光ピックアップ装置に固定されている。
【００７８】
ここで、ＢＤの入射側表面から情報記録面までの保護基板厚が最も薄い情報記録面と最も厚い情報記録面との厚みの差ΔＴが、（１）式を満たし、又、保護基板厚が最も薄い情報記録面と保護基板厚が最も厚い情報記録面とに対して、波長λ１の光束を集光させるための、負レンズの光軸方向移動量Ｌが、（２）式を満たし、更に、カップリングレンズＣＬから平行光束が出射する位置に負レンズを移動させたときにおけるカップリングレンズＣＬの焦点距離ｆが、（３）式を満たす。
【００７９】
０．０４（ｍｍ）≦ΔＴ≦０．０５（ｍｍ）          （１）
０．５（ｍｍ）  ≦Ｌ≦  ２．０（ｍｍ）            （２）
９（ｍｍ）  ≦ｆ≦  １５（ｍｍ）              （３）
まず、ＢＤの第１の情報記録面ＲＬ１に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２は、１軸アクチュエータＡＣ１により実線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して弱い収束光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第１の厚さの透明基板ＰＬ１を介して、実線で示すように第１の情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【００８０】
第１の情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーＭＲで反射され、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第１の情報記録面ＲＬ１に記録された情報を読み取ることができる。
【００８１】
次に、ＢＤの第２の情報記録面ＲＬ２に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２は、１軸アクチュエータＡＣ１により一点鎖線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して略平行光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第２の厚さ（第１の厚さより厚い）の透明基板ＰＬ２を介して、一点鎖線で示すように第２の情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
【００８２】
第２の情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーＭＲで反射され、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第２の情報記録面ＲＬ２に記録された情報を読み取ることができる。
【００８３】
次に、ＢＤの第３の情報記録面ＲＬ３に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２は、１軸アクチュエータＡＣ１により点線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して弱い発散光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第３の厚さ（第２の厚さより厚い）の透明基板ＰＬ３を介して、点線で示すように第３の情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
【００８４】
第３の情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーＭＲで反射され、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第３の情報記録面ＲＬ３に記録された情報を読み取ることができる。
【００８５】
本実施の形態によれば、カップリングレンズＣＬに対して半導体レーザＬＤ側には、近接して偏光プリズムＰＢＳが配置されているのに対し、対物レンズＯＢＪ側には、比較的離れて立ち上げミラーＭＲが配置されているので、原点に配置されたカップリングレンズＣＬを半導体レーザＬＤ側に移動させる最大距離を、対物レンズＯＢＪ側に移動させる最大距離より小さくすることで、異なる情報記録面にスポットを集光させるためのトータルの移動距離を確保しつつ、コンパクトな光ピックアップ装置を得ることができる。また、光ディスクに対して情報の記録及び／または再生行う際に、光ディスクの反りや傾きにより発生するコマ収差を補正するために、３軸アクチュエータＡＣ２で、対物レンズＯＢＪを光ディスクのラジアル方向及び／またはタンジェンシャル方向に沿って傾ける。これにより、反りを持つ光ディスクに対する情報の記録及び／または再生を安定して行え、かつ、光ディスクが回転中に傾いた場合でも情報記録面上のスポットの品質を良好に保つことが可能になる。
【００８６】
（第２の実施の形態）
図４は、厚さ方向に３つの情報記録面ＲＬ１〜ＲＬ３（光ディスクの光束入射面からの距離が小さい順にＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３とする）を有する光ディスクであるＢＤに対して適切に情報の記録／再生を行うことができる第２の実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。本実施の形態は、上述した実施の形態に対して、負レンズＬ３を移動させ、正レンズＬ２を光ピックアップ装置に固定している以外、同様の構成を有する。
【００８７】
まず、ＢＤの第１の情報記録面ＲＬ１に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３は、１軸アクチュエータＡＣ１により実線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して弱い収束光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第１の厚さの透明基板ＰＬ１を介して、実線で示すように第１の情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【００８８】
第１の情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーＭＲで反射され、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第１の情報記録面ＲＬ１に記録された情報を読み取ることができる。
【００８９】
次に、ＢＤの第２の情報記録面ＲＬ２に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３は、１軸アクチュエータＡＣ１により一点鎖線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して略平行光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第２の厚さ（第１の厚さより厚い）の透明基板ＰＬ２を介して、一点鎖線で示すように第２の情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
【００９０】
第２の情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーＭＲで反射され、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第２の情報記録面ＲＬ２に記録された情報を読み取ることができる。
【００９１】
次に、ＢＤの第３の情報記録面ＲＬ３に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３は、１軸アクチュエータＡＣ１により点線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して弱い発散光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第３の厚さ（第２の厚さより厚い）の透明基板ＰＬ３を介して、点線で示すように第３の情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
【００９２】
第３の情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーＭＲで反射され、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第３の情報記録面ＲＬ３に記録された情報を読み取ることができる。
【００９３】
また、以上の実施の形態において、光ディスクに対して情報の記録及び／または再生行う際に、光ディスクの反りや傾きにより発生するコマ収差を補正するために、３軸アクチュエータＡＣ２で、対物レンズＯＢＪを光ディスクのラジアル方向及び／またはタンジェンシャル方向に沿って傾けることもできる。これにより、反りを持つ光ディスクに対する情報の記録及び／または再生を安定して行え、かつ、光ディスクが回転中に傾いた場合でも情報記録面上のスポットの品質を良好に保つことが可能になる。
【００９４】
更に、以上の実施の形態において、対物レンズＯＢＪの焦点距離は、１．０ｍｍから１．８ｍｍの範囲であることが好ましい。これにより、小型化が要求される薄型の光ピックアップ装置に対して好適な光ピックアップ装置を得ることができる。
【実施例】
【００９５】
次に、上述の実施の形態に用いることができるカップリングレンズと対物レンズの実施例について以下に説明する。ここで、設計波長は４０５ｎｍ、以下の表中のｒｉは曲率半径、ｄｉは第ｉ面から第ｉ＋１面までの光軸方向の位置、ｎｉは設計波長４０５ｎｍにおける各面の屈折率を表している。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ−３）を用いて表すものとする。対物レンズの光学面は、それぞれ数１式に表１に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。【００９６】
【数１】
2011122275.tif 000003
【００９７】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａｉは非球面係数、ｈは光軸からの高さ、ｒは近軸曲率半径である。【００９８】
（実施例１）
表１に実施例１のレンズデータを示す。本実施例の集光光学系は、第２の実施の形態に好適であり、負レンズ（可動レンズ）と正レンズ（固定レンズ）を有する２群構成のカップリングレンズと対物レンズとから構成される。本実施例のカップリングレンズは、表１中第２面及び第５面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有し、本実施例の対物レンズは、表１中第７面及び第８面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有する。【００９９】
【表１】
2011122275.tif 000004
【０１００】
（実施例２）
表２に実施例２のレンズデータを示す。本実施例の集光光学系は、第２の実施の形態に好適であり、負レンズ（可動レンズ）と正レンズ（固定レンズ）を有する２群構成のカップリングレンズと対物レンズとから構成される。本実施例のカップリングレンズは、表２中第２面及び第５面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有し、本実施例の対物レンズは、表２中第７面及び第８面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有する。【０１０１】
【表２】
2011122275.tif 000005
【０１０２】
（実施例３）
表３に実施例３のレンズデータを示す。本実施例の集光光学系は、第２の実施の形態に好適であり、負レンズ（可動レンズ）と正レンズ（固定レンズ）を有する２群構成のカップリングレンズと対物レンズとから構成される。本実施例のカップリングレンズは、表３中第２面及び第５面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有し、本実施例の対物レンズは、表３中第７面及び第８面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有する。【０１０３】
【表３】
2011122275.tif 000006
【０１０４】
（実施例４）
表４に実施例４のレンズデータを示す。本実施例の集光光学系は、第２の実施の形態に好適であり、負レンズ（可動レンズ）と正レンズ（固定レンズ）を有する２群構成のカップリングレンズと対物レンズとから構成される。本実施例のカップリングレンズは、表４中第２面及び第５面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有し、本実施例の対物レンズは、表４中第７面及び第８面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有する。【０１０５】
【表４】
2011122275.tif 000007
【０１０６】
（実施例５）
表５に実施例５のレンズデータを示す。本実施例の集光光学系は、第１の実施の形態に好適であり、負レンズ（固定レンズ）と正レンズ（可動レンズ）を有する２群構成のカップリングレンズと対物レンズとから構成される。本実施例のカップリングレンズは、表５中第２面及び第５面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有し、本実施例の対物レンズは、表５中第７面及び第８面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有する。【０１０７】
【表５】
2011122275.tif 000008
【０１０８】
（実施例６）
表６に実施例６のレンズデータを示す。本実施例の集光光学系は、第１の実施の形態に好適であり、負レンズ（固定レンズ）と正レンズ（可動レンズ）を有する２群構成のカップリングレンズと対物レンズとから構成される。本実施例のカップリングレンズは、表６中第２面及び第５面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有し、本実施例の対物レンズは、表６中第７面及び第８面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有する。【０１０９】
【表６】
2011122275.tif 000009
【０１１０】
（実施例７）
表７に実施例７のレンズデータを示す。本実施例の集光光学系は、第１の実施の形態に好適であり、負レンズ（固定レンズ）と正レンズ（可動レンズ）を有する２群構成のカップリングレンズと対物レンズとから構成される。本実施例のカップリングレンズは、表７中第２面及び第５面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有し、本実施例の対物レンズは、表７中第７面及び第８面の非球面係数を数１式に代入して得られる非球面を有する。【０１１１】
【表７】
2011122275.tif 000010
【０１１２】
各実施例について、条件式（２）〜（５）に相当する数値をまとめて表８に示す。表８に示すように、いずれの実施例もΔＴ＝０．１−０．０５３５＝０．０４６５（ｍｍ）とした。又、実施例において、移動感度（λ／０．０１ｍｍ）は０．００２０〜０．００６１であり、フォーカスジャンプ時のレンズ駆動制御が容易である。ここで、カップリングレンズのレンズ間距離であるが、平行光束が対物レンズに入射する正レンズと負レンズの間隔が、表８中のＡで示され、最も薄い０．０５３５ｍｍの保護基板厚である情報記録面を選択した場合に、対物レンズのスポットの３次の球面収差が０となるような収束光束を出射するカップリングレンズの正レンズと負レンズの間隔が、表８中のＢで示され、最も厚い０．１ｍｍの保護基板厚である情報記録面を選択した場合において、対物レンズのスポットの３次の球面収差が０となるような発散光束を出射するカップリングレンズの正レンズと負レンズの間隔が、表８中のＣで示されている。又、表８中のδは、カップリングレンズから対物レンズに平行光束を出射する場合における両者の光軸上の面間距離である（図３，４参照）。【０１１３】
【表８】
2011122275.tif 000011
【０１１４】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。
【符号の説明】
【０１１５】
ＯＢＪ  対物レンズ
ＰＵ１、ＰＵ２  光ピックアップ装置
ＬＤ  青紫色半導体レーザ
ＡＣ１  １軸アクチュエータ
ＡＣ２  ３軸アクチュエータ
ＰＢＳ  偏光プリズム
ＣＬ  カップリングレンズ
Ｌ２  正レンズ
Ｌ３  負レンズ
ＭＲ  立ち上げミラー
ＰＬ１  第１の透明基板
ＰＬ２  第２の透明基板
ＰＬ３  第３の透明基板
ＲＬ１  第１の情報記録面
ＲＬ２  第２の情報記録面
ＲＬ３  第３の情報記録面
ＱＷＰ  λ／４波長板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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